Motstander vs. Induktorer

Induktorer ikke oppfører seg på samme måte som motstander gjøre. Mens motstander bare motsette seg flyten av strøm gjennom dem (ved å slippe en spenning som er direkte proporsjonal til gjeldende), induktorer motsette seg endringer i gjeldende gjennom dem, ved å slippe en spenning som er direkte proporsjonal til endring av gjeldende.

I samsvar med Lenz ‘ s Lov, dette indusert spenning er alltid slik en polaritet som å prøve å opprettholde gjeldende i sin nåværende verdi., Det er, hvis gjeldende, øker i omfang, indusert spenning vil «presse mot» strømmen; hvis den nåværende er synkende, polaritet vil snu og «push» den nåværende til å motsette seg redusere.

Dette opposisjon til gjeldende endre kalles reaktans, snarere enn motstand., Uttrykt matematisk, forholdet mellom spenningen falt over spole og pris av dagens endring gjennom spole er slik:

Vekselstrøm i en Enkel Induktiv Krets

uttrykket di/dt er en fra kalkulus, som betyr endring av momentant strøm (i) over tid, i ampere per sekund.

induktans (L) er i Henrys, og momentant spenning (e), selvfølgelig, er i volt., Noen ganger vil du finne frekvensen av øyeblikkets spenning uttrykt som «v» i stedet for «e» (v = L di/dt), men det betyr nøyaktig det samme.

for Å vise hva som skjer med vekselstrøm, la oss analysere en enkel spole krets:

Ren induktiv krets: Spole gjeldende etterslep spole spenning ved 90°.

Hvis vi skulle tegne strøm og spenning for denne svært enkel krets, det ville se ut noe som dette:

Ren induktiv krets, bølgeform.,

Husk, spenningen falt over en spole er en reaksjon mot endring i gjeldende gjennom det.

Derfor, momentant spenningen er null når momentant gjeldende er på en topp (null endring, eller nivå skråningen, på det nåværende sinusbølge), og momentant spenning er på en topp hvor momentant gjeldende maksimal endring (poeng av bratteste bakken på den nåværende bølgen, der den krysser null-linjen).

Dette resulterer i en spenning bølge som er 90° ut av fase med den nåværende bølgen., Se på grafen, spenning wave ser ut til å ha en «head start» på det nåværende bølge, » spenning «fører» den nåværende og den nåværende «etterslep» bak spenning.

Gjeldende etterslep spenning ved 90° i en ren induktiv krets.

Ting blir enda mer interessant når vi plotte strøm i denne kretsen:

I en ren induktiv krets, umiddelbar effekt kan være positive eller negative.,

Fordi umiddelbar effekt er produktet av øyeblikkets spenning og momentant gjeldende (p=ie), makt er lik null når momentant strøm eller spenning er null. Når momentant strøm og spenning er både positive (over streken), makt er positive.

Som med motstand eksempel strømmen er også positivt når momentant strøm og spenning er både negative (under streken).,

Imidlertid, fordi strøm og spenning bølger er 90° ut av fase, det er tider når man er positiv, mens den andre er negative, noe som resulterer i like hyppige forekomster av negative umiddelbar effekt.

Hva er Negativ Makt?

Men hva betyr negativ effekt betyr? Det betyr at spole er frigjørende kraft tilbake til kretsen, mens en positiv kraft betyr at det er absorbere kraft fra kretsen.,

Siden positive og negative strøm sykluser er lik i størrelse og varighet over tid, spole utgivelser like mye kraft tilbake til den krets som det absorberer over spennet i en komplett syklus.

Hva betyr dette i en praktisk forstand er at reaktans av en spole forsvinner netto energi på null, ganske ulikt motstand av en motstander, som gir energi i form av varme. Merk deg, dette er for perfekt induktorer bare, som har ingen wire motstand.

Reaktans vs., Motstand

En spole er motstand mot endring i gjeldende oversettes til en opposisjon til vekselstrøm generelt, som er per definisjon alltid i endring i umiddelbar omfang og retning.

Dette opposisjon til vekselstrøm er lik motstand, men med forskjellig at det resulterer alltid i en fase skift mellom strøm og spenning, og det gir null effekt. På grunn av forskjeller, den har et annet navn: reaktans. Reaktans til AC er uttrykt i ohm, akkurat som motstand er, bortsett fra at dets matematisk symbol er X i stedet for R.,

for Å være spesifikk, reaktans forbundet med en spole er vanligvis symbolisert ved hovedstaden bokstaven X med bokstaven L som en senket skrift, som dette: XL.

Siden induktorer slippe spenning i forhold til pris av dagens endring, vil de slippe mer spenning for raskere skiftende strømninger, og mindre spenning for tregere skiftende strømninger. Hva dette betyr er at reaktans i ohm for alle spole er direkte proporsjonal med frekvensen av vekselstrøm., Den nøyaktige formelen for å avgjøre reaktans er som følger:

Hvis vi utsette en 10 mH spole til frekvenser på 60, 120, og 2500 Hz, det vil manifestere reactances i tabellen nedenfor.

Reaktans av en 10 mH spole:

Frekvens (Hertz) Reaktans (Ohm)
60 3.7699
120 7.5398
2500 157.,0796

I reaktans ligningen, begrepet «2nf» (alt på høyre side, bortsett fra L) har en spesiell betydning i seg selv. Det er antall radianer per sekund at vekselstrøm er «roterende» på, hvis du forestille deg en syklus av AC å representere en full sirkel er rotasjon.

En radian er en enhet av kantete måling: det er 2π radianer i en full sirkel, akkurat som det er 360 grader i en full sirkel., Hvis generatoren produserer AC er en dobbel-polet enhet, vil den produsere en syklus for hvert fulle slå av akselens rotasjonsretning, som er hver 2π radianer, eller 360°.

Hvis dette konstant av 2π er multiplisert med frekvens i Hertz (sykluser per sekund), vil resultatet bli en figur i radianer per sekund, kjent som angular velocity av AC-systemet.

Angular Velocity i AC-Systemer

Angular velocity kan være representert ved uttrykket 2nf, eller det kan være representert med egne symbol, små greske bokstaven omega, som ligner til vår Romerske små bokstaver «b»: ω., Dermed reaktans formel XL = 2nfL kan også skrives som XL = wL.

Det må bli forstått at dette «angular velocity» er et uttrykk for hvor raskt AC bølgeformene sykling, en full-syklus er lik 2π radianer. Det er ikke nødvendigvis representative for den faktiske aksel hastighet av dynamo produsere AC.

Hvis dynamo har mer enn to polene, angular velocity vil være et multiplum av aksel hastighet., For denne grunn, ω er noen ganger uttrykt i enheter av elektrisk radianer per sekund heller enn (vanlig) radianer per sekund, så vi kan skille det fra mekanisk bevegelse.

Noen måte vi uttrykke angular velocity av systemet, det er tydelig at det er direkte proporsjonal til reaktans i en spole. Som frekvens (eller dynamo aksel hastighet) er økt i et AC-system, en spole vil gi større motstand mot passering av gjeldende, og vice versa.,

Vekselstrøm i en enkel induktiv krets er lik spenning (i volt) delt på induktiv reaktans (i ohm), akkurat som enten vekselstrøm eller likestrøm i en enkel resistiv krets er lik spenning (i volt) delt på motstand (i ohm). Et eksempel kretsen som er vist her:

Induktiv reaktans

Fase Vinkler

vi må Imidlertid huske på at spenning og strøm er ikke i fase her., Som ble vist tidligere, spenningen har en fase skift på +90° med hensyn til den nåværende. Hvis vi representerer disse fase vinkler av spenning og strøm matematisk i form av komplekse tall, finner vi at en spole er motstand mot strømmen har i en fase vinkel, for:

Gjeldende etterslep spenning ved 90° i en spole.

Matematisk, sier vi at den fase vinkel av en spole er opposisjon til gjeldende er 90°, noe som betyr at en spole er opposisjon til gjeldende er en positiv imaginære kvantitet., Denne fasen vinkel av reaktiv opposisjon til gjeldende blir svært viktig i kretsen analyse, spesielt for komplekse AC-kretser der reaktans og resistans samhandle.

Det vil være gunstig å representere noen komponent motstand mot gjeldende i form av komplekse tall snarere enn skalar mengder av motstand og reaktans.

ANMELDELSE:

  • Induktiv reaktans er opposisjonen som en spole tilbud til vekselstrøm på grunn av sin fase-flyttet lagring og frigjøring av energi i magnetfeltet., Reaktans er symbolisert ved hovedstaden bokstaven «X», og måles i ohm akkurat som motstand (R).
  • Induktiv reaktans kan beregnes ved hjelp av denne formelen: XL = 2nfL
  • angular velocity av en AC-krets er en annen måte å uttrykke sin frekvens, i enheter av elektrisk radianer per sekund i stedet for sykluser per sekund. Det er symbolisert ved de små greske bokstaven omega,» eller ω.
  • Induktiv reaktans øker med økende frekvens. Med andre ord, jo høyere frekvens, jo mer det motsetter AC strøm av elektroner.,

i SLEKT REGNEARK:

  • Induktorer Regneark
  • Induktiv Reaktans Regneark